Solarthermie oder Photovoltaik: Wärme- und Stromerzeugung im Vergleich

Nachhaltige und kosteneffiziente Energiequellen werden immer relevanter. Vor diesem Hintergrund spielen Solarlösungen eine Schlüsselrolle in der Energiewende. Insbesondere Solarthermie und Photovoltaik bieten vielversprechende Ansätze, um sowohl den Energiebedarf von Haushalten zu decken als auch einen Beitrag zum Umweltschutz zu leisten.

Doch trotz ihrer gemeinsamen Nutzung der Sonnenenergie unterscheiden sich diese beiden Technologien grundlegend in Funktionsweise und Anwendung. Dieser Artikel beleuchtet die Unterschiede, stellt ihre jeweiligen Vor- und Nachteile vor und hilft Ihnen, eine informierte Entscheidung darüber zu treffen, welche Solarlösung für Ihren Bedarf am besten geeignet ist.

Grundlagen von Solarthermie und Photovoltaik

Solarthermie und Photovoltaik nutzen zwar beide die Energie der Sonne, setzen diese jedoch auf unterschiedliche Weise um, um Energie zu erzeugen. Hier ein Überblick über die Funktionsweise und die grundlegenden Prinzipien beider Systeme:

Was ist Solarthermie?

Solarthermie wandelt Sonnenlicht mittels Solarkollektoren in Wärme um. Diese Wärme wird in der Regel dazu verwendet, Wasser für den Hausgebrauch zu erwärmen, oder zur Unterstützung von Heizsystemen als Solarenergie Heizung.

Die Kollektoren, oft auf Dächern montiert, enthalten eine Flüssigkeit, die die gesammelte Wärme zu einem Wärmetauscher transportiert. Dieses einfache, aber effektive Prinzip ermöglicht es, einen signifikanten Anteil des Energiebedarfs für Warmwasser und Heizung in Wohngebäuden zu decken.

Eine Alternative zu Solarthermie ist das Heizen mit Strom oder die Installation einer Wärmepumpe. 

Wie funktioniert Photovoltaik?

Im Gegensatz dazu erzeugen Photovoltaikanlagen elektrische Energie, indem sie Sonnenlicht direkt in Strom umwandeln. Herzstück eines jeden PV-Systems sind die Solarzellen, die aus Halbleitermaterialien bestehen. Wenn Sonnenlicht auf diese Zellen trifft, erzeugt es durch den photovoltaischen Effekt, auch Photoeffekt, elektrischen Strom. Dieser Strom kann entweder direkt genutzt, ins Stromnetz eingespeist oder in Stromspeichern gespeichert werden, um eine Energieversorgung auch nach Sonnenuntergang zu gewährleisten.

Beide Technologien bieten eine umweltfreundliche Alternative zu konventionellen Energiequellen und können einen bedeutenden Beitrag zur Reduzierung der CO2-Emissionen leisten. Die Wahl zwischen Solarthermie und Photovoltaik hängt von verschiedenen Faktoren ab, wie beispielsweise der spezifischen Anforderungen des Haushalts. In der Regel ist aber auch eine Kombination von Solarthermie oder Wärmepumpe und Photovoltaik möglich.

Vergleich Solarthermie und Photovoltaik

Wenn es darum geht, die Solarenergie zu nutzen, bieten sowohl Solarthermie als auch Photovoltaik effektive Lösungen, doch ihre Effizienz, Kosten und Anwendungsgebiete unterscheiden sich erheblich.

Effizienz und Energieumwandlung:

• Solarthermie zeichnet sich durch eine hohe Effizienz bei der Umwandlung von Sonnenlicht in Wärme für Wasser oder zur Raumheizung aus. Die Effizienz solcher Systeme kann bis zu 80% der eingefangenen Sonnenenergie in nutzbare Wärme umwandeln. 
• Photovoltaik hat je nach Solarzellentyp einen Wirkungsgrad von bis zu ca. 25 %. So kann der Stromverbrauch eines Einfamilienhauses komplett gedeckt werden. Weltweit werden zudem immer wieder Fortschritte bei der Effizienzmaximierung von Solarzellen gemacht. So wurden in Testlaboren bereits Wirkungsgrade von 30 % und mehr erreicht.

Der Effizienzgrad von Solarthermie und der Wirkungsgrad von Photovoltaik kann jedoch nicht gegeneinander aufgewogen werden, da sie jeweils mit anderen Technologien arbeiten und einen anderen Zweck bedienen: Wärme und Strom.

Installationskosten und Fördermöglichkeiten:

• Die Installationskosten können je nach System und Umfang erheblich variieren. Allgemein gilt, dass Solarthermie-Anlagen tendenziell günstiger in der Anschaffung sind als Photovoltaik-Systeme. Dies liegt unter anderem an der technologischen Komplexität und den Materialkosten der PV-Module.
• In Deutschland und vielen anderen Ländern gibt es Fördermöglichkeiten für beide Technologien, die die anfänglichen Kosten senken und die Amortisationszeit verkürzen können. Es lohnt sich, regionale Förderprogramme und Anreize zu recherchieren, um die finanzielle Belastung zu minimieren.

Anwendungsgebiete und Einsatzmöglichkeiten:

• Solarthermie eignet sich besonders für Haushalte mit hohem Warmwasserbedarf oder solche, die eine kosteneffiziente Lösung zur Unterstützung ihrer Heizsysteme suchen. Aufgrund der direkten Umwandlung von Sonnenlicht in Wärme ist sie vor allem in Regionen mit ausreichender Sonneneinstrahlung effizient. 
• Photovoltaik ist vielseitiger einsetzbar, da der erzeugte Strom für eine breite Palette von Anwendungen genutzt werden kann – mitunter auch zum Heizen mit Strom. Das würde eine Solarthermieanlage sogar überflüssig machen. Von der Deckung des täglichen Strombedarfs über die Einspeisung mit PV-Anlage ins öffentliche Netz bis hin zur Ladung von Elektrofahrzeugen: Ein PV-System kann flexibel installiert werden und der Strom für alles verwendet werden.

Für den Fall, dass Sie ausschließlich der Nutzen eines Heizsystems anspricht, sollten Sie sich noch einmal mit der Frage Solarthermie oder Wärmepumpe auseinandersetzen.

Vorteile und Nachteile von Solarthermie und PV

Aus den vorherigen Abschnitten lassen sich nun Schlussfolgerungen auf Vor- und Nachteile der Technologien ziehen. Wir haben diese für Sie in einer Tabelle dargestellt:

Solarthermie	Photovoltaik
Erzeugung von nur Warmwasser bzw. auch Wärme	Produktion von Elektrizität, die durch eine Wärmepumpe ebenfalls Wärme und Warmwasser erzeugen kann
100% Nutzung grüner Energie	100% Nutzung grüner Energie
Wärme wird im Speicher konserviert	Elektrizität wird mittels Batterie gespeichert
Etwas geringere Anschaffungskosten	Etwas höhere Anschaffungskosten
Bei einer Lebensdauer von über 20 Jahren eine geringere Rendite	Bei einer Lebensdauer von über 20 Jahren eine höhere Rendire
Überschüssige Energie kann nicht eingespeist oder abgegeben werden	Überschüssiger Storm wird ins Netz eingespeist, dafür erhält man eine Vergütung
Wirkungsgrad von 25% bis 35%	Wirkungsgrad von etwas 20%

Entscheidungshilfe: Solarthermie oder Photovoltaik?

Die Entscheidung zwischen Solarthermie und Photovoltaik hängt von mehreren Faktoren ab, darunter die individuellen Energiebedürfnisse, die geografische Lage des Hauses, das verfügbare Budget und langfristige Energieziele. Hier einige Überlegungen, die Ihnen bei der Entscheidung helfen können:

• Energiebedarf: Wenn Ihr Hauptziel die Warmwasserbereitung und die Unterstützung der Raumheizung ist, könnte Solarthermie oder sogar eine Wärmepumpe die effizientere Wahl sein. Für Haushalte mit einem hohen Strombedarf oder dem Wunsch nach einer umfassenderen Energieunabhängigkeit bietet Photovoltaik mehr Flexibilität und Potenzial. Auch interessant: Wärmepumpe mit Photovoltaik
• Dachfläche und Ausrichtung: Die Effizienz beider Systeme hängt stark von der verfügbaren Dachfläche und der Ausrichtung der PV-Anlage zur Sonne ab. Photovoltaikanlagen benötigen in der Regel mehr Platz, sind aber flexibler in Bezug auf die Ausrichtung.
• Budget und Fördermöglichkeiten: Berücksichtigen Sie die anfänglichen Installationskosten und verfügbaren Fördermittel. Photovoltaikanlagen sind in der Anschaffung teurer, können jedoch langfristig zu erheblichen Einsparungen führen, insbesondere wenn Sie durch Überschussstrom von der Einspeisevergütung profitieren.
• Langfristige Ziele: Denken Sie über Ihre langfristigen Energieziele nach. Während Solarthermieanlagen vor allem zur Reduzierung der Kosten für Warmwasser und Heizung beitragen, können Photovoltaikanlagen eine nahezu vollständige Energieunabhängigkeit ermöglichen, insbesondere in Kombination mit Solarstromspeichern.

Fazit

Sowohl Solarthermie als auch Photovoltaik bieten einzigartige Vorteile und können einen wesentlichen Beitrag zur Energieversorgung Ihres Haushalts leisten. Die Entscheidung sollte auf einer sorgfältigen Bewertung Ihrer spezifischen Bedürfnisse und Rahmenbedingungen basieren. Außerdem können Sie sich über weitere Alternative informieren, wie die Anschaffung einer Wärmepumpe. Unabhängig von der gewählten Technologie ist die Investition in Solarenergie ein wichtiger Schritt in Richtung nachhaltigerer und unabhängigerer Energieversorgung.

Hier finden Sie heraus, ob sich eine PV-Anlage auch für Ihr Haus lohnt: